2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of terminal signal contention-free cloud receiver technology in the IoT era
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17K06425
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
上原 一浩 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (10221798)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冨里 繁 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (60362951)
田野 哲 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80378835)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 蓄積一括無線信号処理 / 信号分離 / IoT / 無線アクセス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
身の回りの殆どのデバイスに無線機能が搭載され、5Gも実用化されつつあり、IoTの本格普及が間近である。しかし数百億個のIoT端末が世界中に偏在し、限られた周波数資源の中でこれら低機能の端末が無秩序に通信し、衝突や干渉により受信が出来なくなり、時に人々の安心安全をも脅かすという課題がある。本研究では、ネットワーク上での蓄積一括信号処理技術を確立し、従来の受信機では実現できない、衝突した信号や干渉を受けたIoT/M2M端末信号の分離・復調の実現を目指した。単一周波数の現在の時間情報だけでなく、過去や未来の時間情報、周辺の周波数及び空間情報も用いた分離・復調技術を確立する。抜本的な周波数有効利用実現の可能性をも秘めた本技術の確立により、将来のIoT基盤の開発に貢献する。
本研究では、重畳した受信信号の時間的に連続した周波数特性から、短時間フーリエ変換（STFT）により所望信号の中心周波数上の電力成分と位相成分を特徴量として抽出し、所望信号の中心周波数と同一の周波数の無変調信号である基準信号の電力成分と位相成分に乗算することで所望信号を復元する信号分離アルゴリズムについて、各種変調方式について、計算と実験により性能評価を行い、その有効性を示した。当初の方式では、STFTで波形を切り出す際にシンボルの変曲点を含む場合に波形が歪み、正しい振幅と位相の情報が失われ、符号誤りの原因となることが明らかになった。この課題を解決するために、分離後に同期検波を行う代わりに、所望信号の特徴量に含まれる座標情報をそのまま用いて符号判定を行う特徴量復調方式を考案した。この新方式では、多値数が大きくなると顕著な効果が表れ、例えば16QAMでは従来分離ができなかった信号が分離・復調可能となることが示された。特徴量復調方式の詳細検討について、2020年度基盤研究(C)研究計画調書にまとめ、採択された。
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